泵与泵站课程设计

徐州皇家帝国工程学院环境工程学院给水排水工程专业《泵与泵站》课程设计题目：某污水提升泵站设计指导老师：顾晓斌学生：史小新专业：给水排水工程学号：200862108134班级：09水-1班水泵与水泵站课程设计1任务书福建工程学院建筑环境与设备系给水排水教研室2009年11月2《泵与泵站》课程设计任务书一、教学目的与基本要求泵和泵站课程设计，是给水排水工程专业的重要的集中性实践性环节之一。该课程的任务是使学生在掌握水泵及水泵站基本理论知识的基础上，进一步掌握给、排水泵站的工艺设计步骤和设计方法，使学生所获得的专业理论知识加以系统化，整体化，以便于巩固和扩大所学的专业知识。通过本课程设计还可以训练学生工程设计的基本技能，提高其设计计算能力、编写说明书的能力和工程图纸的表达能力。基本要求：1．培养学生严谨的科学态度，严肃认真的学习和工作作风，树立正确的设计思想，形成科学的研究方法。2．培养学生独立工作的能力，包括收集设计资料、综合分析问题、理论计算、数据处理、工程制图、文字表达等能力。3．通过课程设计，使学生得到较为全面的工程设计的初步训练。4．掌握给、排水泵站设计的一般程序，学会灵活地处理复杂的工程问题。5．学会编写“设计说明书”和“设计计算书”，按规范和标准绘制有关图纸。6．本设计原则上是由学生在指导教师的指导下，独立完成。二、设计内容1．确定泵站的设计流量和扬程，拟定选泵方案。2．选择水泵和电动机（包括水泵型号、电动机型号、工作和备用泵台数等）；3．确定水泵机组的基础尺寸；4．吸水管路和压水管路的设计计算（包括进出水管内的流速、管径、阀门等，压水管长度计算至泵房外1m）；5．确定泵站内的附属设备，引水设备（如真空泵）、起重设备、排水泵等；6．泵站的平面布置；7．泵站的高程布置（包括水泵的基础、进出水管、泵轴、泵站地面等的标高）；8．根据起重设备的型号，确定泵房的建筑高度；9．绘制泵站的平面图1张，剖面图1张，并列出主要设备表及材料表。10．整理设计计算书1份，设计说明书1份。最终的设计成果：（1）设计计算书和设计说明书各1份3要求文字通顺，叙述要简明扼要。计算书采用A4页面，电脑打印或手工书写。计算书应有统一的打印封面。手工书写要求文字用黑钢笔书写，字迹应清楚工整，每页字数不少于500字。电脑打印要求正文采用小四字体，中文采用宋体，西文采用TimesNewRoman，行间距为最小值23磅，数学表达式采用公式编辑器编辑。（2）图纸2张（包括泵站平面图1张，泵站剖面图1张）制图方式可采用AutoCAD制图或手工绘制，均应严格按比例出图，图面应清晰美观，标注字体大小合理。三、设计题目（二）题目二某污水管网中途泵站（给排水0702、0704）设计资料：（1）某城镇污水干管由于埋深过大需设置中途泵站，污水干管平均日污水量见参数表；（2）泵站地面标高、泵站前污水管道末端检查井内底标高、下游出水检查井内底标高均见参数表：（3）泵站至出水检查井管长（即压力管段）见参数表；表2污水管网参数表07020704学号地面标高入口标高出口标高管长平均日流量学号地面标高入口标高出口标高管长平均日流量1780.2072.0586.32116.005.8021114.00102.11125.98785.005.2018112.80104.00117.32167.004.802250.2042.3554.06321.003.7019128.00121.30138.52186.006.402328.9020.5629.02665.005.8020119.90112.20124.12862.005.1024135.00124.23142.28255.005.402110.50-0.139.62326.002.402517.2010.2017.32551.002.6022118.20107.90124.10154.005.602631.6021.0841.83218.007.40四、时间安排：12月14日-12月27日时间设计任务12.14布置设计任务熟悉资料。12.15~12.16确定设计流量和扬程，初步选泵和电动机412.17~12.18水泵机组和吸压水管路的布置，计算吸压水管路的水头损失，校核选泵方案12.19确定泵站内的附属设备12.20泵房的平面布置12.21泵房的高度确定，及高程布置12.22~12.25绘制泵站平面图和剖面图12.26~12.27整理设计计算说明书六、设计依据及参考资料：1．《水泵及水泵站》教材2．《给排水设计手册》（第2版）第1、3、5、10、11册3．《泵站设计规范》GB/T50265-974．《给排水标准图集－钢制管件》02S403课程设计教室安排星期一二三四五六日6#5014#5044#1044#5044#5034#5034#503第3~8节第3~8节第3~8节第3~8节第3~8节全天白天5本书包括：1、福建工程学院建筑环境与设备工程系给水排水教研室2009年11月《水泵与水泵站》课程设计任务书2、《水泵与水泵站》课程设计计算书3、《水泵与水泵站》课程设计说明书6泵与泵站课程设计计算书已知题目某污水管网中途泵站设计资料：（1）某城镇污水干管由于埋深过大需设置中途泵站，污水干管平均日污水量见参数表；（2）泵站地面标高、泵站前污水管道末端检查井内底标高、下游出水检查井内底标高均见参数表：（3）泵站至出水检查井管长（即压力管段）见参数表；表2污水管网参数表0702学号地面标高入口标高出口标高管长平均日流量19128.00121.30138.52186.006.40一：计算流量、初算扬程，设计流量采用最高日最高时污水量。已知平均日流量Q=6.40万吨=740.74L/S用内插法求污水总量变化系数Kz:1000500740.745001.31.41.4Kz得Kz=1.35得出最高日最高时污水量Qm=KzQ=1.35740.74=1000L/s=36003m/h一般大型泵站(污水量5000立方米)应设3~4套机组,压水管的流速一般不小于1.5m/s，每台水泵7的压水管上应装置阀门。由给水排水设计手册.第一册.常用资料电子书中→11钢管和铸铁管水力计算→11.2水力计算表制表和使用说明→P403中查得：选择DN800-V1.99-1000i5.66铸铁管。污水泵站的管道易受腐蚀，一般避免使用钢管，钢管的抗腐蚀能力较差，所以不选钢管。扬程计算：H=Hs+h根据室外排规的条文说明，取0.5m的安全水头，由于Kz值比较小，说明污水量变化不大，水泵适宜选择同一型号泵并联，采用潜污泵。局部损失按沿程损失的30%来计算----《建筑给排水规范》泵站外压水管线水头损失：h=hf+hm=(1+0.3)5.6610^(-3)186.00=1.37m静水扬程Hst=H(出口)-H(入口)=138.52-121.30=17.22m所以设计扬程H=17.22+1.37=18.59m二、选泵选泵的要求是在满足最大排水量的条件下，减少投资，节约电耗，运行安全可靠，维护管理方便，最好选同型号的泵，这样对设备的购置，设备与配件的备用，安装施工，维护检修都有利。一般小型泵站(污水量5000立方米)设3~4套机组,压水管的流速一般不小于1.5m/s，每台水泵的压水管设止回阀、闸阀。8根据上一步所得出的设计扬程（H=18.59m）和流量(Qm=1000L/s=36003m/h),可选两个方案：方案一、4用1备：q=Q/4=250L/s=9003m/hH=18.59m方案二、3用1备：q=Q/3=333L/s=12003m/hH=18.59m由上海凯泉泵业（集团）有限公司出版的WQ系列潜水排污泵电子书的P30粗选泵,如图9进一步的进行筛选，满足条件的两个方案可选泵组为：两种泵的性能曲线如图示（4----WQ2520-638-30090，3----WQ2520-639-300110）：方案流量(3m/h)型号扬程(m)一、4用1备900WQ2520-638-3009018.59二、3用1备1200WQ2520-639-30011018.5910方案一的泵效率：19.818.59900100%75%10006593.8%3600gHQN方案二的泵效率：19.818.591200100%70.2%10009294%3600gHQN通过上面曲线和效率的比较，在相同条件下，方案一的效率高于方案二，能量浪费较少，方案一的高效段比较合理，因此选方案一。泵的初步校核：校核泵组是否符合工况需求，需要画出泵并联后的特性曲线和管道特性曲线来求得并联工况点，由工况点看并联后的泵组是否符合设计流量和扬程的要求。同型号的泵并联特性曲线可以根据横加法原理画出，与管道的特性曲线相交。具体做法如下：（1）泵机组有4台常用泵和1台备用泵组成，单泵出水Q=9003m/h由给水排水设计手册.第一册.常用资料电子书中→11钢管和铸铁管水力计算→11.2水力计算表制表和使用说明→P398中查得：单泵出水管选择DN450-V1.58-1000i7.53的铸铁管，即作为单泵连接压力干管的压力支管。管长L初步推算由地面高程减去泵排出口高程所得，(L=7.455m)。（2）确定泵站进水管径：由于进水管是非压力管，呈非满流状态。由《给排水管网系统》P58查得非满流圆管特性表：00.837,0.70qyqD，Q单泵=250L/s=0.253m/s,则进水管流量q=40.25=13m/s，可得进水管满管流量01.190.837qq3m/s=42843m/h。D=1.57833816()/nqI=1.5480.205/0.336=0.944m根据0q与D选DN1000的铸铁管为泵站的进水管。集水池容积初步计算：根据工作泵组停车时启动备用机组所需时间来计算，一般可采用不小于泵站中最大一台泵5分钟出水量体积即：32505600.00175Vm，集水池水深取2米，算出集水池面积：27537.52Sm11（3）计算泵站进水管到泵吸水口之间的水头损失，如下图为进水管非满流状态示意图：y/D=0.7得y=700mm=0.7m进水管水面高程为：H（入口）+0.7=122.00m格栅损失水头=0.1m，算出停泵水位：H（停泵）=121.30+0.7-0.1=121.90m所以，可以算出进入泵站进水管到泵吸水口之间的水头损失：h’=0.1+(121.90-121.30)=0.7m，另外，计算泵站范围内压水管路的水头损失：900铸铁弯头阻力系数，由给水排水设计手册.第一册.常用资料电子书中P673中查得异径三通阻力系数由给水排水设计手册.第一册.常用资料电子书中P672中查得：§3——DN300X450渐扩管由给水排水设计手册.第一册.常用资料电子书中P668中查得止回阀、闸阀阻力系数由给水排水设计手册.第一册.常用资料电子书中P669中查得：12即：90弯头阻力系数1=0.67，止回阀阻力系数22.0，闸阀综合阻力系数31.2，渐放管阻力系数40.25，其余阻力由于太小可忽略不计，另外加上连接泵与压力干管的支管的沿程损失，算出泵站内压力支管损失：22VhiLg合231.587.55107.4550.42829.8（0.25+0.67+2+1.2）m（4）计算站内压力干管损失，4用1备的泵组支管与压力干管接口处示意图如下：DN800流量V1000i2500.500.4115000.991.467501.493.1910001.995.66由上图和右边的数据可计算(图纸中A处弯头可改用阻板，对损失计算结果影响不大)，A到F段的沿程损失：333310.4111021.461023.191025.66103.50.03fhmA处是90弯管，'0.7，B,C,D处为三通直管，阻力系数都是0.1。所以A到F管段局部损失：2(0.70.13)0.132mVhgm综合上面（3）、